《2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）》专题01 竖直面内的圆周运动（原卷版）

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§专题 01 竖直平面内的圆周运动

预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）

1.如图所示的四幅图表示的是竖直方向圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图 a，汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于自身重力

B.如图 b，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，这是因为在水坑处车处于超重状态

C.如图 c，车在最高点时人处于倒坐状态，若没有保险带，人一定会掉下去

D.如图 d，游客荡秋千到最低点的时候处于失重状态

2.如图所示，汽车越野赛的一段赛道，一质量为 m的汽车以相同水平速度先后通过 a、b、c三处时，受到

路面的支持力分别为、、，且 a处圆弧半径大于 c处圆弧半径，重力加速度为 g则（　　）

A．B．

C．D．汽车通过 a、c处时，a处更容易爆胎

我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）

请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。

预习案

质疑探究（质疑解疑，合作探究）

探究点一：绳与内轨道模型

例1.如图所示，物体被细绳拉着在竖直平面内做圆周运动，已知它经过最高点时的速度是 4m/s，绳长为

0.5m，物体质量为 1kg，g取求：

（1）它在最高点受到绳的拉力大小；

（2）如果以同样的速率通过最低点，这时绳的拉力大小；

（3）物体能通过最高点时的最小速率。

针对训练 1.如图所示，质量为的木桶内盛水，用 50cm 的绳子系住桶，并使它在竖直平面内做

圆周运动。

（1）要使水不洒出，木桶在最高点的速度至少多大？

（2）如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为和，求最高点时木桶对绳的拉力和最低点

时水对桶底的压力。取

（3）若将空水桶在最高点处以水平方向速度 v=2m/s 释放时，空水桶将做什么运动？当空水桶下降多少时

间绳子又再拉紧？

探究案

例2.如图所示，一半径为 R=0.4m 的半圆形轨道 BC 放在水平面上，与水平面平滑相切与 B点，一质量为

m=1kg 的小球以某一速度冲上轨道，经过 B点时的速度为 6m/s，并恰好能通过 C点，取 g=10m/s2，则求：

（1）小球通过 B点时对轨道的压力。

（2）小球通过 C点时的速度大小。

（3）小球落地点 A距离 B多远。

针对训练 2.某游乐场中的“过山车”有两个半径分别为、的圆形轨道，固定在竖直平面内，如图所示，

某游客乘坐的小车从倾斜轨道上滑下，连续经过两圆形轨道的最高点、时速度大小分别为、，若

在这两点，小车对轨道的压力都为零，则为（　　）

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